Development of two-dimensional scanning Seebeck micro-probe measurement system

• Project/Area Number: 19560312
• Research Category: Grant-in-Aid for Scientific Research (C)
• Allocation Type: Single-year Grants
• Section: 一般
• Research Field: Electronic materials/Electric materials
• Research Institution: Japan Advanced Institute of Science and Technology
• Principal Investigator: NAKAMOTO Go Japan Advanced Institute of Science and Technology, マテリアルサイエンス研究科, 助教 (10283152)
• Project Period (FY): 2007 – 2008
• Project Status: Completed (Fiscal Year 2008)
• Budget Amount: ¥4,420,000 (Direct Cost: ¥3,400,000、Indirect Cost: ¥1,020,000); Fiscal Year 2008: ¥1,950,000 (Direct Cost: ¥1,500,000、Indirect Cost: ¥450,000); Fiscal Year 2007: ¥2,470,000 (Direct Cost: ¥1,900,000、Indirect Cost: ¥570,000)
• Keywords: 熱電変換材料 / ゼーベック係数 / ゼーベックミクロプローブ法 / 熱電材料 / 空間分布

Research Abstract

熱電材料における最も重要な物理量のひとつであるゼーベック係数の空間分布を測定するために、微小ゼーベックプローブを用いた走査型二次元ゼーベック係数評価装置の開発を行った。10 μm の最小空間分解能を実現し、同時に測定プログラムも開発し測定の全自動化とゼーベック係数の空間分布の可視化を可能にした。この装置を用いて亜鉛-アンチモン系熱電材料の測定を行った結果、ゼーベック係数に空間分布が存在し、この分布は、結晶粒分布、つまり異方性を反映することを明らかにした。またビスマスーテルル系材料では、過剰テルル添加に伴い同一インゴット内でp 型からn 型への極性反転する様子を詳細に測定することに成功した。これらの結果は、この測定法が熱電材料の局所物性評価に有用であるだけではなく、従来のバルク測定では不可能な局所的な極微小な電子状態の変化をゼーベック係数の変化として検出する方法として様々な材料系への適用が期待できる。

Research Products

• [Journal Article] Correlation between structural and low-temperature thermoelectric properties of Zn_13+xSb_10 compounds (2009)
  • Author(s): G. Nakamoto, K. Kinoshita, M. Kurisu
  • Journal Title: Journal of Applied Physics vol. 105 Pages: 13713-13713
  • NAID: 120001746766
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Correlation between structural and low-temperature ther moelectric properties of Zn_<13+x>Sb_<10> compounds (2009)
  • Author(s): G. Nakamoto
  • Journal Title: Journal of Applied Physics 105 Pages: 13713-13713
  • NAID: 120001746766
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Spatial distribution of the Seebeck coefficient in Zn_<13>Sb_<10> determined by a Seebeck micro-probe measurement system (2009)
  • Author(s): G. Nakamoto
  • Journal Title: Journal of Electronic Materials (In press)
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Spatial distribution of the Seebeck coefficient in Zn_<13>Sb_<10> determined by a Seebeck micro-probe measurement system
  • Author(s): G. Nakamoto, M. Kurisu
  • Journal Title: Journal of Electronic Materials (印刷中)
  • Peer Reviewed
• [Presentation] I.-H. Kim, S.-C. Ur, 傾斜凝固法により作製したZn_<13>Sb_<10>の高温熱電特性 (2009)
  • Author(s): 中本剛, 栗栖牧生
  • Organizer: 第56 回応用物理学関係連合講演会
  • Place of Presentation: 筑波大学
  • Year and Date: 2009-03-31
• [Presentation] 傾斜凝固法により作製したZn_<13>Sb_<10>化合物の高温熱電特性 (2009)
  • Author(s): 中本剛
  • Organizer: 第56回応用物理学関係連合講演会
  • Place of Presentation: 筑波大学
  • Year and Date: 2009-03-31
• [Presentation] Zn_<13>Sb_<10>化合物における異方的ゼーベック係数 (2008)
  • Author(s): 中本剛, 加畑貴規, 栗栖牧生
  • Organizer: 第69回応用物理学学術講演会
  • Place of Presentation: 中部大学
  • Year and Date: 2008-09-03
• [Presentation] Zn_<13>Sb_<10>化合物における異方的ゼーベック係数 (2008)
  • Author(s): 中本剛
  • Organizer: 第69回応用物理学会学術講演会
  • Place of Presentation: 中部大学
  • Year and Date: 2008-09-03
• [Presentation] Spatial distribution of Seebeck coefficient in Zn<13>Sb<10> determined by Seebeck micro-probe measurement system (2008)
  • Author(s): G. Nakamoto, M. Kurisu
  • Organizer: 27^<th>International Conference on Thermoelectric
  • Place of Presentation: Corvallis, OR, USA
  • Year and Date: 2008-08-05
• [Presentation] Spatial distribution of Seebeck coefficient in Zn_<13>Sb_<10> determined by Seebeck micro-probe measurement system (2008)
  • Author(s): Go Nakamoto
  • Organizer: 27^<th> International Conference on Thermoelectrics (ICT08)
  • Place of Presentation: Oregon state University, Corvallis, OR, USA
  • Year and Date: 2008-08-05
• [Presentation] 熱電材料Zn_<13>Sb_<10>におけるCd置換効果 (2008)
  • Author(s): 中本剛, 田島康博, 栗栖牧生
  • Organizer: 第55回応用物理学関係連合講演会
  • Place of Presentation: 日本大学
  • Year and Date: 2008-03-30
• [Presentation] 熱電材料Zn_<13>Sb_<10>化合物におけるCd置換効果 (2008)
  • Author(s): 中本 剛
  • Organizer: 第55回応用物理学関係連合講演会
  • Place of Presentation: 日本大学理工学部船橋キャンパス
  • Year and Date: 2008-03-30
• [Presentation] Effect of local crystal structure on thermoelectric property of Zn_<13>Sb_<10> (2008)
  • Author(s): G. Nakamoto, T. Kabata, M. Kurisu
  • Organizer: JAIST International Workshop on Nanoscopic Thermoelectricity
  • Place of Presentation: 北陸先端科学技術大学院大学
  • Year and Date: 2008-02-27
• [Presentation] Effect of local crystal structure on thermoelectric property of Zn_<13>Sb_<10> (2008)
  • Author(s): 中本 剛
  • Organizer: JAIST International Workshop on Nanoscopic The rmoelectricity
  • Place of Presentation: 北陸先端科学技術大学院大学
  • Year and Date: 2008-02-27
• [Presentation] 熱電材料Zn_<13>Sb_<10>化合物における元素置換効果 (2007)
  • Author(s): 中本剛, 田島康博, 栗栖牧生
  • Organizer: 第68回応用物理学会学術講演会
  • Place of Presentation: 北海道工業大学
  • Year and Date: 2007-09-06
• [Book] 熱電変換技術ハンドブック、第2章熱電変換材料、第2節化合物半導体、2.亜鉛アンチモン化合物、2.2プロセスと熱電特性 (2008)
  • Author(s): 中本剛
• [Book] 熱電変換技術ハンドブック (2008)
  • Author(s): 中本剛
  • Publisher: NTS